松德宽幅多层共挤高速流延膜机成功下线

   经过长时间的研发和对客户需要的执着追求,2008年松德公司首个自主创新节能环保高效的4500mm宽幅多层共挤高速流延膜机终于成功下线。

  这是中山松德公司根据国内市场需要,自行组织设计、开发、制造的国内第一台整机,展示了中国宽幅流延膜的最高水平,体现了中山松德公司追求不断创新的能力。

  为满足宽幅高速流延膜机“高速、高产量、高稳定性、节能、环保”的需要,基于松德公司对流延膜生产工艺的理解,为确保整机性能稳定、品质优越,经过精确的计算,我们对挤出机的主要部件(挤出机、螺杆和主冷辊)进行了改良与调整,并对设备结构进行了优化,使其达到设计要求。

  关于该机器的特点,主要有如下几个方面:

  一、挤出机的设计
 
  在挤出机设计时,我们借助非塞流固体输送理论,对挤出机主要参数直径、长径比、产量、螺杆转速、电机功率、加热功率加热分段及螺杆中心高等进行新的设计。重点解决了产量及高速挤出时的塑化不良现象。
孤立地将挤出机主要参数分开是不科学的,从挤出理论中可以看出,它们之间有着密切的关系,最主要的有两个方面问题:一是以产量为中心的,有关螺杆直径D, 产量G, 螺杆转速n和制品种类及尺寸方面的问题;二是以功率消耗为中心的,有关电机功率N,转矩Mk和螺杆转速n方面的问题。

  一.螺杆直径D, 产量G, 螺杆转速n和制品种类及尺寸方面的关系

  1). 决定螺杆直径D, 产量G, 螺杆转速n和制品种类及尺寸的基本原则
   
  实践表明:无论从理论上或者在实践中,这4个参数是不能分开进行设计的。

  在绝大多数情况下,应该说螺杆直径都是根据对该机组每小时的产量或者每年加工的产量来确定的,而产量又与该机组生产的制品种类及尺寸,机器允许的螺杆最高转速,甚至于和某些加工工艺条件都有密切的关系。而机器允许的螺杆最高转速往往又和被加工的塑料种类有关。

  根据产量来决定螺杆直径是一个比较复杂的问题,因为挤出机的产量不仅决定于螺杆直径,而且和螺杆转速、压力、熔料黏度、还有螺槽深度等螺杆几何参数等都有直接关系。如果螺杆直径选择不当,就会出现许多不合理的情况。通过分析可以看出:在一定的产量要求下,需要有一个比较合理的螺杆直径,而且随着挤出机的发展,尤其是产量不断提高,这个直径也不是一成不变的。显然,这需要根据有关挤出理论的有关知识和实践经验,进行综合地分析或计算。

  也有一种观点认为: 螺杆直径故意选得稍大一些,对挤出生产的稳定性是有益的。


  2). 挤出机功率N,转矩Mk和螺杆转速n

  驱动功率等于转矩与螺杆转速的乘积              

  通过以上的挤出技术, 我们对挤出机的直径、产量、螺杆转速、电机功率、加热功率加热分段及螺杆中心高等进行精确计算,得到性能优异的挤出机。

  二、分离型螺杆的设计

  分离型螺杆是根据将螺槽中固相液相尽快分离的原则设计出来的一类螺杆。

  分离型螺杆的工作原理是:

  分离型螺杆是由前后两条螺纹构成的,前一条称为固相螺纹,后一条称为液相螺纹,在两条螺纹因螺距不等而形成的分离段中,原来每一个固相螺纹的螺槽都被液相螺纹划分为两个部分。由于分离段中液相螺纹螺棱间隙较大,因此,由固相熔融而形成的熔膜便会越过间隙进入液相螺槽中,未熔固相仍留在固相螺槽内,使得固相液相分离。

  影响分离型螺杆参数:
  (1).长径比L/D   
  (2).螺棱宽度   
  (3).螺槽深度和压缩比   
  (4).螺距   
  (5).分离型螺杆各段长度   
  (6).间隙   

  根据以上的螺杆技术, 我们对螺杆进行优化设计,得到剪切力大,原料塑化好,耗能少而挤出量大的分离型螺杆。

  三、主冷辊的设计

  为使主冷辊能够保持±1oC的温控精度,高速运转精度及高速运转的稳定性,我们对主冷辊进行了全心的设计,使主冷辊在高速运转的情况下得到最佳质量的薄膜。

  确定主冷辊直径,外筒的壁厚,导流条的螺纹升角,外筒与内筒之间的距离及流速。
  经过计算得出   Ф1000 mm时,温升为0.96oC
  通过受力分析,对主冷辊的内筒进行强度计算,确定主冷辊内筒的壁厚,由于辊筒是重型和高转速的转子,是机器振动的主要原因之一,所以在制造和安装时必须对其进行平衡。根据(GB/T9239-1988)所制定的平衡等级来确定平衡品质。

  合理确定加工精度和表面质量。尺寸偏差;圆柱度;粗糙度;动平衡精度;表面处理等。优化辊的结构和材料。辊体为双层结构,经过平衡处理。辊筒表面镀硬铬。配备水温自动控制系统。温度自动控制系统保证主冷辊外表面的温度恒定,保证主冷辊的进水温度与出水温度的温差在±1oC以内,从而防止辊体表面的温差大,防止薄膜的冷却不一至而使薄膜透明度不一至。滚筒内壁之间由水泵控制进行水循环。使主冷辊在高速运转的情况下得到最佳质量的薄膜。
 
  四、收卷

  无轴芯翻转,在外形尺寸尽量减小的情况下,满足更大收卷直径的要求。飞刀切割与静电吸附装置的应用,实现高速换卷,无需粘贴胶带。西门子伺服驱动系统与松德公司张力控制技术的完美结合,确保膜卷的质量,减少废品的产生。

  五、节能高效的伺服驱动系统
   
  西门子运动控制系统可满足极高要求:技术先进、功能强大,因此可组成经济实用的机器控制方案。

  可协助所有机器执行运动控制任务—从简单机械到高性能机械。关键在于为大量多变的运动控制任务开发出简单而灵活的解决方案。通过最佳方式实现这一目标,能够在同一系统内实现轴的运动控制和机器控制。运动控制、逻辑控制 (PLC) 和工艺控制三大功能相结合:
  · 整个机器简单、统一、明晰的编程和诊断过程
  · 运动控制、工艺控制及逻辑控制功能直接运行在驱动器上,从而极具成本效益
  · 工业以太网接口的多种通讯方式
  · 由于逻辑控制和运动控制之间无需接口,因此响应迅速
 
  由于伺服驱动的使用,本机具有逻辑控制、运动控制和技术控制等功能。

  六、行业影响

  综上所述,本机的研制成功的重要意义,主要表现在:
  1. 填补了国产宽幅高速流延膜机的一项空白,使国产宽幅高速流延膜机真正第一次与国际先进水平看齐的机会,提高了国产宽幅高速流延膜机在国际市场上的地位。
本项目准确把握了国际发展的最新进展,瞄准了国际技术进步的前沿进行开发,提升了该领域国产设备的档次,增强民族产品的国际竞争力,树立民族品牌的新形象。
  2. 为替代进口设备,打破进口设备市场上一统天下的局面创造了有利条件。
本项目可以凭借高性能、低成本、服务方便等优势,摆脱在国内中、低档产品市场的无谓竞争,抢占国内高利润、高附加值的高档机械市场。
  3 .为众多计划进入市场的中型企业创造了更好的技术改造条件。
  4. 提升了国产宽幅高速流延膜机的科技水平,因科技含量为国产宽幅高速流延膜机进入国际市场提供了更有力的推动。
 

[时间:2008-12-17  作者:松德  来源:必胜网]

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